linux下的进程信号，信号注册、处理方式、注销，信号阻塞及volatile代码优化

信号量与信号的区别！

信号量：内核中的一个计数器/实现进程间同步（条件判断合理性）与互斥（同一时间唯一访问安全性）。

信号：进程之间事件异步通知的一种方式，是一种软中断，非信号量。

作用：操作系统通过信号告诉进程发生了某个事件，打断进程当前的操作，去处理这个事件。

通过kill -l命令查看系统中的信号种类-62种。

1~31号信号：从unix借鉴来，每个信号都有具体对应的系统事件，---非可靠信号（可能丢失-事件丢失）

34~64号信号：后期扩充，没有具体事件，---可靠信号（不会丢失）

信号的生命周期：产生->在进程中注册->进程中注销->处理。

产生：

硬件：ctrl+c/ctrl+z/

软件：kill命令发送信号，kill-9强杀，kill -signum pid命令，kill（int pid,int signum）给指定接口发送信号/raise（int signum）/abort（）/alarm(int seconds)

原理：kill杀死一个进程，向进程发送一个信号，信号有对应的事件，进程放下手头工作去处理事件，事件的处理结果就是进程退出。

命令fg 1功能是将一个后台作业调到前台运行。

信号在进程（pcb）中注册：如何让进程知道自己收到了某个信号；pcb->struct sigpending->struct sigset_t，就是修改位图，还会为信号组织一个sigqueue节点添加到pcb的sigqueue链表中--称为未决信号集合--收到了但是没有被处理的信号集合。

sigset_t这个结构体只有一个数组成员，这个数组用于实现一个位图，给一个进程发送一个信号，就会将这个位图中对应位置1，表示进程当前收到了这个信号；

位图只有0/1状态，只表示是否收到信号，无法表示收到多少个信号。

1~31非可靠信号注册：若信号注册的时候位图为0，则会创建一个sigqueue节点并修改位图为1，若位图为1，则什么都不做

34~64可靠信号注册：无论位图当时是都为0，都会创建一个节点，添加到链表中，并修改位图。

信号在进程中注销：为了保证一个信号只会被处理一次，因此先注销再处理；在pcb中删除当前信号信息；将pending位图置0；删除信号节点；

非可靠信号注销：因为非可靠信号只会有一个节点，因此删除节点后，位图直接置0；

可靠信号注销：可注册多次，有多个节点，在删除节点后，需要判断是否还有相同节点，若无才会位图置0。

信号的处理：信号表示一个事件的到来，处理事件就是完成功能，在C语言中完成一个功能的最小模块--函数。

信号的处理方式：

1.默认处理方式：操作系统中原定义好的每个信号的处理方式

2.忽略处理方式：处理方式就是忽略，什么都不做。

3.自定义处理方式：自己定义一个事件函数，使用这个函数替换内核中默认的处理函数；信号到来就会调用我们定义的函数了。

接口：

typedef void (*sighandler_t)(int);//类型重定义--定义一个名称为sighandler_t函数指针类型
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

handler：SIG_DFL--默认处理方式 /SIG_IGN--忽略处理方式 /用户自己定义一个无返回值，有int型参数的函数地址。

信号捕捉：signal

如何阻塞一个信号：

int sigprocmask(int how,sigset_t *set,sigset_t *old);

how:

SIG_BLOCK（相当于set|block）--将set集合中的信号添加到内核中的block阻塞信号集合中，使用old保存原来的阻塞信息以便于还原。---阻塞set集合中的信号。

SIG_UNBLOCK（相当于~set&block）--将set集合中的信号从内核中的block阻塞信号集合中移除--对set集合中的信号解除阻塞。

SIG_SETMASK（相当于set=block赋值）--将内核中的block阻塞信号集合内容设置为set集合中的信息--阻塞set集合中的信号。

1.将所有信号都给阻塞；2.在解除阻塞之前，给进程发送信号；3.解除阻塞，查看信号的处理情况

int sigemptyset(sigset_t *set);//清空set信号集合--使用一个变量初始化过程

int sigaddset(sigset_t *set, int signum);//向set集合中添加指定的信号

int sigfillset(sigset_t *set)//将所有信号添加到set集合中

int sigdelset(sigset_t *set, int signum);//从set集合中移除指定信号

int sigismember(const sigset_t *set, int signum);//判断指定信号是否在set集合中

代码如下：
结果如下：

可靠信号被创建了6次，非可靠信号就注册了一次。

所有信号中，两个信号比较特殊：SIGKILL -9/SIGSTOP -19,这两个信号不可被阻塞，不可被忽略，不可被自定义。可通过kill -l查看信号。

僵尸进程：子进程退出后会向父进程发送SIGCHLD信号通知父进程，子进程的状态改变。

如何处理僵尸进程为非僵尸进程？

但是因为SIGCHLD信号默认的处理方式是忽略；因此之前的程序若不进行进程等待则不知道进程的退出；

如果要进程等待，而且还不想让父进程阻塞，就可以自定义SIGCHLD信号的处理方式；在自定义回调函数中调用waitpid，处理僵尸进程，父进程就不用一直等待。

但是SIGCHLD信号是一个非可靠信号，如果有多个子进程同时退出，有可能造成信号丢失。

while（waitpid（-1，NULL,WNOHANG）>0）;非阻塞循环在一个回调中将所有的僵尸进程全部处理。

waitpid(int pid,int *status,int options)

options: WNOHANG--将waitpid设置为非阻塞，没有子进程退出则立即报错返回。

0--默认阻塞等待子进程退出

返回值：>0 退出子进程的pid；

==0有子进程但没有退出

<0出错了（例如当前无子进程）

关键字volatile：用于修饰一个变量，保持变量的内存可见性（cpu在处理的时候每次都重新从内存获取数据），防止编译器过度优化。

cpu处理一个数据时从内存中将数据加载到寄存器上进行处理

gcc编译器在编译程序时，若使用了代码优化 -Olevel选项，发现某个变量使用频率非常高，为了提高效率，则直接将变量的值设置为某个寄存器的值，以后访问的时候直接从寄存器访问，则减少了内存访问的过程，提高了效率。但是这种优化有时候会造成代码的逻辑混乱。

因此使用volatile关键字修饰变量，让cpu无论如何每次都重新到内存中获取数据。

代码优化相当于：原先访问数据的地址，通过地址找到数据，代码优化不访问地址，直接将数据放入内存。

函数的重入：在多个执行流程中，同时进入一个函数运行。

函数可重入：指的是函数重入后，不会造成数据二义或者逻辑混乱。

函数不可重入：指的是函数重入之后，有可能造成数据二义或者逻辑混乱。

函数是否可重入的判断基准：这个函数中是否对全局变量进行了非原子操作。

操作的原子性：操作一次完成，中间不会被打断。

原子操作：操作要么一次完成，要么不做。

一个函数若根本没有操作全局数据，则肯定是可重入的，因为每个函数调用的时候都有独立的函数栈

一个函数若对全局数据进行了操作，但是操作是原子性的，则也是可重入的。

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